TRATAMENTO DE ÁGUA
PARA ABASTECIMENTO
Floculadores
INTRODUÇÃO
Durante a floculação, as partículas desestabilizadas
na mistura rápida são aglutinadas umas com as
outras e com o floculante formando os flocos.
Para que isto aconteça, a água deve ser submetida a
uma agitação lenta, durante um tempo que pode
variar, na maioria dos casos, de vinte a quarenta
minutos.
INTRODUÇÃO
Em se tratando de água, cada caso é um caso.
Algumas vezes, podemos flocular a água com
tempos de floculação inferiores a vinte minutos.
Normalmente, iniciamos a floculação com muita
agitação da água em tratamento (isto é,
gradientes de velocidade mais elevados).
INTRODUÇÃO
Ao longo do floculador, esse grau de agitação vai
sendo reduzido (isto é, o gradiente de velocidade
vai sendo reduzido).
Com isto, os flocos vão crescendo e se tornando
mais pesados. Na saída do floculador, desejamos
obter flocos pesados o suficiente para que a
maioria deles possam ser separados da água em
tratamento, por sedimentação no interior dos
decantadores.
INTRODUÇÃO
Existem, basicamente, duas formas de efetuarmos
essa agitação:
- Fazendo com que a água percorra um caminho
cheio de mudanças de direção;
- Introduzindo equipamentos mecânicos, capazes
de manter a água em constante agitação.
No primeiro caso, temos os floculadores hidráulicos.
No segundo caso, temos os floculadores
mecanizados, os quais serão vistos mais adiante.
Floculadores NBR 12216/92
São unidades utilizadas para promover a agregação
de partículas formadas na mistura rápida.
O período de detenção no tanque de floculação e
os gradientes de velocidade a serem aplicados
devem ser determinados por meio de ensaios
realizados com a água a ser tratada.
Floculadores NBR 12216/92
Dependendo do porte da estação e a critério do órgão
contratante, não sendo possível proceder aos ensaios
destinados a determinar o período de detenção
adequado, podem ser adotados valores entre 20 min
e 30 min, para floculadores hidráulicos, e entre 30
min e 40 min, para os mecanizados.
Não sendo realizados ensaios, deve ser previsto
gradiente de velocidade máximo, no primeiro
compartimento, de 70 s-1 e mínimo, no último, de 10
s-1.
Floculadores NBR 12216/92
Deve ser previsto dispositivo que possa alterar o
gradiente de velocidade aplicado, ajustando-o às
características da água e permitindo variação de pelo
menos 20% a mais e a menos do fixado para o
compartimento.
Os tanques de floculação mecanizados devem ser
subdivididos preferencialmente em pelo menos três
compartimentos em série, separados por cortinas ou
paredes, interligados, porém, por aberturas
localizadas de forma a reduzir a possibilidade de
passagem direta da água de uma abertura para
outra.
FLOCULADORES HIDRÁULICOS
Existem diversas formas através das quais podemos
construir floculadores hidráulicos.
Entre eles, os floculadores hidráulicos dos tipos de
chicanas. Alabama e Cox, por serem os mais
difundidos no nosso meio.
Pouco usual: os floculadores de meio granular e os
floculadores de telas.
Floculadores de Chicanas
Estes floculadores podem ser de dois tipos: de
chicanas verticais e de chicanas horizontais.
Chicanas verticais, a água percorre o floculador em
movimentos
sucessivamente
ascendentes
e
descendentes.
A água originária da câmara
número 1 passa para a câmara
número 2 através de uma
passagem situada no fundo.
Em seguida, a água passa para a
câmara número 3 através de uma
passagem superior.
Floculadores de Chicanas
Para evitar que os flocos se depositem no interior das
câmaras de floculação à medida que vão sendo
formados, os floculadores de chicanas verticais são
projetados para que a velocidade média da água
nesses locais não seja inferior a 10 cm/s.
As paredes das câmaras de floculação podem ser
construídas de qualquer outro material que garanta
estanqueidade (isto é, a não ocorrência de
vazamentos).
Floculadores de Chicanas
Os floculadores de chicanas verticais têm muita
câmaras de floculação. De modo geral, eles têm
cerca de quarenta câmaras. (é bem mais fácil
limpar e regular floculadores com menor número de
câmaras).
ETA RIBEIRÃO
DA ESTIVA
FLOCULADOR
VERTICAL
Floculadores de Chicanas
No floculador de chicanas horizontais, a agitação é
assegurada pela passagem da água em
tratamento por sucessivas mudanças horizontais
de direção.
Como no caso de chicanas
verticais, é desejável que a
velocidade
média
de
escoamento da água em seu
interior seja superior a 0,10
m/s.
Floculadores de Chicanas
Para que essa condição seja atendida, de forma que
os canais de floculação não resultem muito estreitos,
costuma-se construir floculadores de chicanas
horizontais somente para o tratamento de vazões
mais elevadas. Assim sendo, no caso de vazões
menores, é preferível utilizar floculadores de
chicanas verticais.
Chicana de Fluxo Horizontal - Planta
Floculadores de Chicanas
ETA DUARTINA (SABESP)
FLOCULADOR DE FLUXO HORIZONTAL
ETA SANTA ISABEL
FLOCULADOR DE FLUXO HORIZONTAL
Floculadores Alabama
A jusante de cada passagem de interligação, é
construído um anteparo, que tem por objetivo
desviar para cima o fluxo da água em tratamento.
Em seguida, o fluxo desce novamente, para atingir
a passagem de interligação seguinte.
Nesse tipo de floculador, as
câmaras
são
sempre
interligadas por baixo.
Floculadores Alabama
➢ Inicialmente, os flocos em formação são lançados para
cima, juntos com a água em tratamento;
➢ Em seguida, eles descem, junto com o fluxo água, em
direção à passagem seguinte;
➢ Os flocos que estão subindo trombam com os quais
estão descendo; desses choques resultam a
floculação.
No interior das câmaras dos floculadores do tipo
Alabama não há a necessidade de se manter a
velocidade média de escoamento superior a 0,10 m/s.
Isso porque não há interesse em se arrastar os flocos
para cima.
Floculadores Alabama
Os floculadores podem ter menos câmaras que os
floculadores de chicanas verticais.
Normalmente o número de câmaras dos floculadores
Alabama é em torno de vinte. São, por isto, mais
fáceis de operar, no que diz respeito à realização
de limpezas e ajustes.
ETA ALDEIA DA SERRA
FLOCULADOR ALABAMA
Floculadores de Bandejas Perfuradas
Esse tipo de floculador tem sido utilizado
especialmente em estações de tratamento de água
pré - fabricadas.
A água é sempre introduzida na parede cima de
cada câmara de floculação. Ao escoar no sentido
descendente, ela passa através de orifícios
existentes numa sucessão de bandejas perfuradas,
interpostas perpendicularmente à direção do fluxo.
Floculadores de Bandejas Perfuradas
Ao atingir a parte inferior de
cada câmara, a água é então
conduzida à câmara seguinte
através de um duto. Para
assegurar o arraste dos flocos
formados,
esse
duto
é
dimensionado de forma que a
velocidade da água em seu
interior seja no mínimo igual a
10 cm/s.
FLOCULADORES MECANIZADOS
No Brasil, dois tipos básicos de floculadores
mecanizados são os mais utilizados: os que
utilizam paletas, que giram em torno de um eixo
e os que empregam turbinas ou hélices.
Floculadores mecanizados (paletas), conforme a sua
forma de construção, se dividem em:
➢ Floculadores de paleta de eixo vertical;
➢ Floculadores de paleta de eixo horizontal;
➢ Floculadores de paleta única, de eixo vertical.
FLOCULADORES DE PALETAS
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Aplicação limitada para instalações de pequeno e
grande porte;
Devem ser compartimentados;
A separação entre compartimentos deve ser feita
por paredes de distribuição;
A velocidade de escoamento nas passagens da
parede deve estar compreendida entre o,15 m/s e
0,30 m/s.
FLOCULADORES DE PALETAS
Floculador de Paletas de Eixo Vertical
A água coagulada é introduzida numa série de
câmaras. Na primeira delas, o grau de agitação (e,
portanto, o gradiente de velocidade) é mais intenso
que na segunda. Por sua vez, o grau de agitação
na segunda câmara (e, portanto, o gradiente de
velocidade) é mais intenso que na terceira. O
gradiente de velocidade depende da rotação do
eixo e das características da paleta: altura,
espessura e espaçamento, entre outras.
FLOCULADORES DE PALETAS
Os
eixos
são
movimentados por
conjuntos
motor
redutor, instalados
sobre as passarelas
do floculador.
FLOCULADORES DE PALETAS
Floculador de Paletas de Eixo Horizontal
A água coagulada introduzida numa série de
câmaras. Em cada uma delas, o gradiente de
velocidade mais intenso que na seguinte e menos
intenso que na anterior. O gradiente de velocidade
depende da velocidade de rotação do eixo e das
características da paleta: altura, espessura e
espaçamento, entre outras.
FLOCULADORES DE PALETAS
Os
eixos
são
movimentados por
conjuntos
motor
redutor,
normalmente
instalados
no
interior de poços
secos, construídos
ao
lado
dos
floculadores.
FLOCULADORES DE PALETAS
Floculador de Paleta Única de Eixo Vertical
Embora mais raro, algumas estações de tratamento de
água brasileiras ainda utilizam esse tipo de
equipamento.
A água coagulada é introduzida numa série de câmaras.
Na primeira delas, o gradiente de velocidade é mais
intenso que na segunda. Por sua vez, o gradiente de
velocidade na segunda câmara é mais intenso que na
terceira. O gradiente de velocidade depende da
rotação de eixo e das características da paleta: altura
e espessura, entre outras.
FLOCULADORES DE PALETAS
Os eixos são movimentados por conjuntos motor
redutor, instalados sobre as passare-las do
floculador.
FLOCULADORES DE FLUXO AXIAL
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São mais indicados para instalações de pequeno
porte;
Valem as mesmas relações utilizadas para o
dimensionamento de misturadores mecânicos.
Tipos de
Impelidores
FLOCULADORES DE FLUXO AXIAL
Em regime turbulento a energia necessária para
floculadores cilíndricos verticais, dotados de quebra
vórtice, é a mesma requerida para floculadores
verticais de seção quadrada, também dotados de
quebra vórtice;
Nos floculadores quadrados sem quebra vórtice a
energia transferida para o líquido equivale a 75%.
FLOCULADORES DE HÉLICE
PROCESSO DE FLOCULAÇÃO
ETA ALTO DA BOA VISTA
PROCESSO DE FLOCULAÇÃO
ETA ALTO TIÊTE (SABESP)
Observação
Dependendo das características da água bruta,
muitas vezes o projeto de unidades de floculação
antecedendo a filtração direta é recomendado,
apesar de aumentar os custos de construção das
ETAs, pois a floculação pode possibilitar a
diminuição dos custos operacionais em decorrência
do aumento da duração das carreiras de filtração.
Observação
Em estações de maior porte é importante não ter
apenas uma linha de floculação, principalmente
quando a floculação é mecanizada, pois com
apenas uma linha é necessário parar a produção
de água quando se fizer necessária a manutenção
de equipamentos.
Critérios de seleção das unidades de
floculação
A seleção do sistema de floculação é influenciada por
uma série de fatores, entre eles:
a)
Tamanho da instalação;
b)
Regularidade na vazão e período de operação;
c)
Segurança operacional;
d)
Capacidade operativa e de manutenção local;
e)
Características construtivas;
f)
Custo; e
g)
Disponibilidade de energia.
Critérios de seleção das unidades de
floculação
Os critérios de simplicidade devem sempre estar
presente no projeto de um floculador, sendo citado
que um tanque retangular, dotado de alguns
equipamento de agitação, é uma alternativa mais
simples de construir do que um canal sinuoso com
dezenas de paredes defletoras muito próximas,
como é o caso de um floculador hidráulico de
chicanas de pequena capacidade. Além disso, a
limpeza fica dificultada.
Critérios de seleção das unidades de
floculação
Os floculadores hidráulicos de chicanas de fluxo
vertical podem ser utilizados desde capacidades tão
pequenas com 25 L/s até 1.000 L/s ou maiores. Os
floculadores mecânicos de eixo vertical acompanham
a mesma faixa. A limitação para o uso de floculadores
vertical é o número de unidades. O volume máximo de
influência de um agitadores de eixo vertical para
floculador está ao redor de 80 a 100 m3. Desse modo,
ETAs com capacidade superior a 1.000 L/s seriam
forçosamente dotadas de um número de equipamento
de floculação superior a doze unidades.
Critérios de seleção das unidades de
floculação
Capacidades superiores a 1000 L/s geralmente
conduzem a floculadores de eixo horizontal ou de
turbinas.
Geralmente,
os
floculadores
mecanizados do tipo turbina são mais adequados
para gradientes de velocidade superiores a 30 s1, enquanto os do tipo paleta são mais
convenientes para gradientes de velocidade da
ordem de 15 a 60 s- 1.
Critérios de seleção das unidades de
floculação
Os projetos de pequenas ETAs devem merecer um
cuidado especial na escolha do tipo de floculador.
Com poucas exceções e em condições especiais,
poder-se-á recomendar floculadores mecânicos. Os
floculadores hidráulicos de chicanas, por
resultarem com um espaçamento muito próximo,
trazem problemas construtivos e operacionais. Os
custos de construção podem ser um pouco mais
elevados nos floculadores hidráulicos de maior
capacidade, porém há que se considerar o custo
de manutenção nos floculadores mecânicos.
Exemplo
Floculador
em
chicanas
verticais (seco) vendo-se, à
direita, o vertedor para
medição
de
vazão
ETA Alto Branco, CAGEPA,
Campina Grande.
Floculador mecânico vendo-se
as
tampas
(amarelas),
para proteção do motor de
acionamento do misturador.
ETA Gravatá, CAGEPA, Sistema
Boqueirão-Campina Grande.
Referências
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
Richter, Carlos A. e Netto, Azeveto M J. Tratamento
de Água: Tecnologia Atualizada. São Paulo, 1991
Di Bernardo, Luiz. Métodos e Técnicas de
Tratamento de Água. Volume I, Rio de Janeiro,
1993
Filho, D.F. Tecnologia de Tratamento de Água. Rio
de Janeiro, 1976
Viana, Marcos Rocha. Hidráulica Aplicada as
Estações de Tratamento de Água. Belo Horizonte,
1992.
Referências



Saneamento De Goiás S/A Superintendência De
Recursos Humanos Gerência De Desenvolvimento De
Pessoal Operação De Estação De Tratamento De
Água L\manuais Atuais\manual – Mt-32/Operação
De Estação De Trat. De Água Revisão/ 00
Ano/Jun2006
Noções
Sobre
Tratamento
De
Água
Http://Www.Dec.Ufcg.Edu.Br/Saneamento/Tratam
04_floc.Htm
Projeto De Sistemas De Tratamento De Água Prof.
José Carlos Mierzwa – Notas de Aula
Referências

Escola Politécnica Da Usp Departamento De
Engenharia
Hidráulica
E
Sanitária
Saneamento I -Floculação - Prof. Dr. Roque Passos
Piveli e Prof. Dr. Sidney Seckler Ferreira Filho
Processos De Coagulação E Floculação – Notas de
aula